CN113667169A - 高耐液性防雾易揭pet涂布膜及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了高耐液性防雾易揭PET涂布膜，包括PET基层和复合于PET基层表面的丙烯酸涂层；以质量含量计，形成所述丙烯酸涂层的丙烯酸乳液包括：软水50％～65％；乙烯‑丙烯酸共聚物15％～20％；AA‑9077水性氨基树脂6％～8％；甲基丙烯酸乙酯3％～5％；丙烯腈6％～9％；环氧基硅烷偶联剂1.2％～3.0％；恶唑啉基团类交联剂2.0％～4.0％；仲链烷基磺酸钠和非离子表面活性剂的混合乳化剂1.5％～3.2％；过硫酸钠引发剂0.3％～0.8％；聚醚类消泡剂0.5％～1.2％；多功能胺类pH调节剂0.2％～0.5％；二氧化硅隔离剂0.2％～0.5％；棕榈蜡1.5％～2.3％；ML‑180润滑剂1.5％～3.0％。
Description
技术领域
本发明涉及食品包装技术领域，尤其涉及一种高耐液性防雾易揭PET涂布膜及其制造方法。
背景技术
目前市面上生鲜食品包装中应用到的高品质的包装盒，要求具有高透明、易揭盖、冷热防雾功能等的要求，因此用到了PET薄膜热封在PET透明盒子上。
但是由于PET膜与PET盒子不易热封粘接，且粘接后还需要具备冷热防雾功能，这就给产品开发应用造成了很多技术障碍。
目前一般采用易揭防雾PET盖膜，其是通过在PET薄膜涂布与APET盒子具有热封性能涂料层再涂布防雾剂层的涂布过程生产而成的。但是由于工艺要求涂布层与PET盒子具有良好的热封及防雾效果，且具有封口易揭、透明度高、成本低的特点，因此采用了涂布具有良好热封功能的丙烯酸涂料，在丙烯酸涂料层表面再涂布防雾剂的过程。由于丙烯酸生产过程中会存在一些如羟基、羧基等亲水基团，在盛装果蔬使用过程中，果蔬中的水分及表皮植物油脂等液体接触盖膜，引起丙烯酸表面吸水膨胀或膜面破坏，导致涂层起白和涂层脱落，从而导致盖膜透明度下降、发白及外观缺陷等。
目前的防雾涂层一般是在涂料中添加防雾剂，该方法会导致添加的防雾剂的量特别多，严重影响热封效果，而且防雾效果差，达不到要求。
另外，目前用于生鲜的食品盒包装封口是通过在薄膜表面上淋膜或者复合的方式再与PET盒子热封来实现封口的。但是该淋膜方式存在以下缺点：1)揭膜困难，由于淋膜厚度较厚，一般在20～70μm，且厚度不均，因此容易导致使用时热封过大，不好揭开，淋膜厚度不均导致热封强度波动大，容易把盖膜撕破；2)淋膜的基材是纸质较为多见，因此透明度较差或者完全不透明；3)不符合环保要求的同一材质要求，因为一般用于盛装生鲜水果的盒子都是采用PET材质，但是用于淋膜基材是纸质及淋膜的材料是PP及复合的薄膜是PE或CPP，因此不符合环保统一材质回收利用的要求。因此市场迫切需要一种能应用于生鲜包装盒包装的，可以替换现用的淋膜或复合方式的易揭防雾PET盖膜应用于现有的市场需求。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种高耐液性防雾易揭PET涂布膜及其制造方法，制备的防雾易揭膜与PET材质具有良好的热封，且达到易揭盖的要求。
为达到上述目的，本发明提供了一种高耐液性防雾易揭PET涂布膜，包括PET基层和复合于PET基层表面的丙烯酸涂层；
以质量含量计，形成所述丙烯酸涂层的丙烯酸乳液包括：
本发明优选的，所述PET基层为BOPET。
本发明优选的，所述PET基层的厚度为15～30μm。更优选25μm。
本发明中，上述丙烯酸涂层由上述丙烯酸乳液经涂布并烘干固化形成。
所述丙烯酸乳液包括软水。
所述软水的质量含量优选为50％～65％，更优选为52％、54％、55％、60％，或以上任意值为上限或下限的范围值。
所述丙烯酸乳液包括乙烯-丙烯酸共聚物。
所述乙烯-丙烯酸共聚物的质量含量优选为15％～20％，更优选为15％、15.8％、16％、18％，或以上任意值为上限或下限的范围值。
所述丙烯酸乳液包括氨基树脂。
本发明优选的，所述氨基树脂为AA-9077水性氨基树脂。
所述氨基树脂的质量含量优选为6％～8％，更优选为6％、6.5％、8％，或以上任意值为上限或下限的范围值。
所述丙烯酸乳液包括甲基丙烯酸乙酯。
所述甲基丙烯酸乙酯的质量含量优选为3％～5％，更优选为3％、3.5％、5％、12％，或以上任意值为上限或下限的范围值。
所述丙烯酸乳液包括丙烯腈。
所述丙烯腈的质量含量优选为6％～9％，更优选为6％、6.4％、6.5％，或以上任意值为上限或下限的范围值。
所述丙烯酸乳液包括环氧基硅烷偶联剂。
所述硅烷偶联剂优选为LT-5603环氧基硅烷偶联剂。
本发明优选的，所述硅烷偶联剂的质量含量为1.2％～3.0％，更优选为1.5％、2.2％、3.0％，或以上任意值为上限或下限的范围值。
所述丙烯酸乳液包括恶唑啉基团类交联剂。
本发明优选的，所述恶唑啉基团类交联剂选自WS-500，更优选为上海瀚洛的WS-500。
所述恶唑啉基团类交联剂的质量含量优选为2.0％～4.0％，更优选为2％、2.6％、3％，或以上任意值为上限或下限的范围值。
所述丙烯酸乳液包括仲链烷基磺酸钠和非离子表面活性剂的混合乳化剂。
所述非离子表面活性剂优选为烷基糖苷类表面活性剂，更优选为Glucopon650EC。
所述混合乳化剂的质量含量优选为1.5％～3.2％，更优选为1.5％、2.5％、3.0％、3.2％，或以上任意值为上限或下限的范围值。
其中，所述仲链烷基磺酸钠和非离子表面活性剂的质量比优选为2:1。
所述丙烯酸乳液包括过硫酸钠引发剂。
所述过硫酸钠引发剂的质量含量优选为0.3％～0.8％，更优选为0.3％、0.6％、0.8％，或以上任意值为上限或下限的范围值。
所述丙烯酸乳液包括聚醚类消泡剂。
所述聚醚类消泡剂优选为GS-T532聚醚合成消泡剂。
所述聚醚类消泡剂的质量含量优选为0.5％～1.2％，更优选为0.5％、0.6％、0.8％、1.2％，或以上任意值为上限或下限的范围值。
所述丙烯酸乳液包括多功能胺类pH调节剂。
所述多功能胺类pH调节剂的质量含量优选为0.2％～0.5％，更优选为0.2％、0.5％，或以上任意值为上限或下限的范围值。
所述丙烯酸乳液包括二氧化硅隔离剂。
所述二氧化硅隔离剂的质量含量优选为0.2％～0.5％，更优选为0.2％、0.25％、0.5％，或以上任意值为上限或下限的范围值。
所述丙烯酸乳液包括棕榈蜡。
所述棕榈蜡的质量含量优选为1.5％～2.3％，更优选为1.5％、2.0％、2.3％，或以上任意值为上限或下限的范围值。
所述丙烯酸乳液包括ML-180润滑剂。
所述ML-180润滑剂的质量含量优选为1.5％～3.0％，更优选为1.5％、2.0％、2.5％、3.0％，或以上任意值为上限或下限的范围值。
上述各组分的总量满足100％。
本发明优选的，所述丙烯酸涂层的厚度为0.5～1.5μm，更优选为1.5μm。
本发明中，所述丙烯酸涂层通过涂布的方式复合于PET基层一侧的表面，并经过烘干、固化，可与PET材质的食品包装盒接触、热封。
本发明采用上述组分的丙烯酸乳液涂布于PET基层薄膜上，其具有很强的吸附PET薄膜性能，且与PET片材具有优良的热封强度，大大提高了PET涂布膜的热封性能。
同时，本发明一方面通过恶唑啉基团类交联剂在高温作用下与丙烯酸树脂中的羧基进行化学交联反应。使丙烯酸形成了致密的网络结构，同时恶唑啉基团类交联剂消耗完了丙烯酸的羧基，避免了羧基吸水膨胀问题，有效的解决了PET涂布膜的耐水性问题。另一方面，硅烷偶联剂促成丙烯酸单体在聚合反应生成的硅醇键起交联作用，使丙烯酸涂层形成致密的网络结构，增强了涂层的内聚力，降低了液体对涂层的浸蚀破坏，因此提高了丙烯酸涂层的高耐液性。
本发明优选的，所述高耐液性防雾易揭PET涂布膜还包括：复合于丙烯酸涂层表面的防雾层。
本发明优选的，所述防雾层由防雾剂乳液涂布并经高温烘干固化形成。
本发明优选的，以质量含量计，形成所述防雾层的防雾剂乳液包括：
所述防雾层由上述防雾剂乳液涂布烘干形成。
所述防雾剂乳液包括丙烯酸接枝改性聚酯多元醇。
所述丙烯酸接枝改性聚酯多元醇优选为丙烯酸接枝改性己二酸系聚酯二醇。
所述丙烯酸接枝改性聚酯多元醇的质量含量优选为8.5％～15％，更优选为8.5％或15％。
所述防雾剂乳液包括六亚甲基二异氰酸酯。
所述六亚甲基二异氰酸酯的质量含量优选为3.5％～5.5％，更优选为3.5％或5％。
所述防雾剂乳液包括丙酮。
所述丙酮的质量含量优选为3.5％～5.5％，更优选为3.5％或4.0％。
所述防雾剂乳液包括二羟甲基丙酸。
所述二羟甲基丙酸的质量含量优选为3％～8％，更优选为3.5％或5％。
所述防雾剂乳液包括3-烯丙氧基-2-羟基-1-丙烷磺酸钠盐。
所述3-烯丙氧基-2-羟基-1-丙烷磺酸钠盐的质量含量优选为2.5％～3.5％，更优选为2.5％或3.0％。
所述防雾剂乳液包括异丙醇。
所述异丙醇的质量含量优选为2.5％～3.5％，更优选为2.5％或3.0％。
所述防雾剂乳液包括乙二醇。
所述乙二醇的质量含量优选为2.0％～3.5％，更优选为2.0％或3.0％。
所述引发剂优选为过氧化特戊酸特戊酯引发剂。
所述引发剂的质量含量优选为0.3％～1.0％，更优选为0.5％。
所述催化剂优选为三亚乙基二胺催化剂。
所述催化剂的质量含量优选为0.3％～1.2％，更优选为0.5％或1.0％。
所述防雾剂乳液包括消泡剂。
所述消泡剂优选为DU-368聚醚类消泡剂。
所述消泡剂的质量含量优选为0.3％～0.5％，更优选为0.5％。
所述防雾剂包括棕榈蜡防粘剂。
所述棕榈蜡防粘剂的质量含量优选为1.5％～2.5％，更优选为2.0％或2.5％。
所述防雾剂包括防粘剂SiO2。
所述防粘剂SiO2的质量含量优选为0.2％～0.5％，更优选为0.5％。
所述防雾剂包括软水。
所述软水的质量含量优选为60％～80％，更优选为70％或78％。
本发明中，上述各组分总量满足100％。
本发明优选的，所述防雾层的厚度为0.2～0.5μm，更优选为0.5μm。
本发明通过采用上述丙烯酸乳液涂布形成丙烯酸涂层，在丙烯酸表面涂布较薄的防雾剂层就可以达到较优的冷防雾效果。
本发明采用上述防雾剂乳液涂布于丙烯酸涂层表面，其具有很好的冷热防雾效果，同时遇水及油脂等液体都没有发白现象，使PET涂布膜的耐液性能得到了提升。
上述高耐液性防雾易揭PET涂布膜的结构示意图如图1所示。其中，1为BOPET基材层，2为丙烯酸涂层，3为防雾层。
本发明提供了上述高耐液性防雾易揭PET涂布膜的制备方法，包括以下步骤：
S1)放卷：展开PET基层膜；
S2)电晕工序；
S2)丙烯酸涂布：将丙烯酸乳液涂布于PET基层膜表面；
S3)丙烯酸烘干。
所述展开PET基层膜的张力优选为60～110N。
所述放卷工序优选具体为：在60～110N的张力下，展开PET基层膜膜卷，膜卷经过多个导辊连续向前运行，并采用两个相同工位相互交替工作，运用自动拼接及快速换膜，达到连续放卷换卷的目的。
然后进行电晕处理。
所述电晕处理在薄膜的热封面进行。
优选的，在8.0～10KW功率下薄膜电晕电极通过，在薄膜热封面上均匀处理出表面张力具有＞38达因值。
然后进行丙烯酸涂布，将丙烯酸乳液涂布于PET基层膜表面。
优选的，通过涂布辊逆转辊吻式将丙烯酸涂料涂布在PET光膜面上，涂布量优选为2.5～3.5g/m2，速度优选为180～350m/min。
然后对丙烯酸进行烘干处理。
在烘干过程中，薄膜需要有一定张力控制，张力大小的原则为满足薄膜拉直拉平即可。本发明优选的，所述张力为40～120N。
本发明优选的，所述丙烯酸烘干分为多段。
优选每段的烘箱温度和烘干时间都不同。
优选的，第一段为红外线干燥。所述红外线干燥的温度优选为110～140℃；时间优选为1.0～2.0s。
第二段以及第二段以后优选为电热烘箱干燥。所述干燥的温度优选为110～120℃；时间优选为3～8s。
本发明优选的，所述步骤S4)之后还包括：
S5)防雾层涂布：将防雾剂乳液涂布于丙烯酸涂层表面；
S6)防雾剂乳液烘干。
具体的，通过涂布辊逆转辊吻式将防雾剂涂布于丙烯酸涂层表面。
所述防雾剂的涂布量优选为1.0～3.0g/m2；涂布速度优选为150～500m/min。
在烘干过程中，薄膜需要有一定张力控制，张力大小的原则为满足薄膜拉直拉平即可。本发明优选的，所述张力为40～120N。
本发明优选的，所述防雾剂烘干步骤分为多段。
第一段优选为红外线干燥。所述红外线干燥的温度优选为110～130℃；时间优选为2.0～5.0s。
第二段以及第二段以后优选为电热烘箱干燥。所述干燥的温度优选为100～120℃，更优选110℃；时间优选为7～20s。
本发明优选的，电热烘箱干燥分为3～5段，温度优选呈递减设置。
在本发明的一个具体实施例中，前段烘干的温度为110～120℃，后段烘干的温度为100～110℃，烘干总时间优选为7～20秒。
本发明优选的，所述步骤S6)后还包括：
在线检测、收卷、固化。
所述在线检测优选具体为：采用相机在线图像扫描的工作原理，在生产线高速生产时，采用光源照射产品表面，同时通过相机实时扫描并采集光源照射处的产品图像，将采集的图像进行处理与分割，并记录标记，所述的相机优选为CCD工业相机，所述的光源优选为高亮度LED线性聚光光源，用于判定产品质量及烘干情况。
所述收卷优选具体为：将涂布好的产品进行收卷，收卷时需要控制收卷的张力及压辊的压力，收卷在由小变大时，所受的张力及压力也由大变小，过程中有一最佳衰减率，工艺过程需要根据基材膜、涂布量、膜宽、膜厚等做精细的设定。本发明优选的，所述收卷的张力为50～110N，压辊压力为3.0±2kg。
所述固化优选具体为：常温固化。所述固化的时间优选为2天。
本发明提供的PET易揭膜无需高温固化，避免了薄膜在高温下易发生的粘结或其他外观不良现象。
本发明通过丙烯酸涂布PET薄膜后再涂布防雾剂形成的高耐液性防雾易揭PET涂布膜，解决了淋膜方式做成的PET盒子封口盖出现的各种缺点。
与现有技术相比，本发明提供了一种高耐液性防雾易揭PET涂布膜，包括PET基层和复合于PET基层表面的丙烯酸涂层；以质量含量计，形成所述丙烯酸涂层的丙烯酸乳液包括：软水50％～65％；乙烯-丙烯酸共聚物15％～20％；氨基树脂6％～8％；甲基丙烯酸乙酯3％～5％；丙烯腈6％～9％；环氧基硅烷偶联剂1.2％～3.0％；恶唑啉基团类交联剂2.0％～4.0％；仲链烷基磺酸钠和非离子表面活性剂的混合乳化剂1.5％～3.2％；过硫酸钠引发剂0.3％～0.8％；聚醚类消泡剂0.5％～1.2％；多功能胺类pH调节剂0.2％～0.5％；二氧化硅隔离剂0.2％～0.5％；棕榈蜡1.5％～2.3％；ML-180润滑剂1.5％～3.0％。
本发明提供的高耐液性防雾易揭PET涂布膜具有以下显著的优点：
一、热封强度优良；而且可以通过控制丙烯酸乳液的涂布量(涂布量在2.5～3.5g/m2)来控制热封强度在3.5～5.0N范围，该范围热封强度既能够保证盒子盖子封口能力，又能够确保在开启盖时能够轻松的打开，达到易揭盖效果。
二、优异的阻隔作用，丙烯酸具有优异的阻隔气味功能，确保了盛装不同的生鲜水果存放在一起不会互相串味。
三、冷、热防雾效果好，解决了包装好的生蔬、生鲜放入冰柜冷藏时冷热急速温差导致包装盒起雾现象。
四、通过对丙烯酸树脂的优化改性，解决了丙烯酸树脂涂层的耐液性差的问题。
五、透明度高，其雾度为：3.33％、光泽度为：95.9％。六、制备工艺简单，效率高，性价比高。
附图说明
图1为本发明提供的高耐液性防雾易揭PET涂布膜的结构示意图。
具体实施方式
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的高耐液性防雾易揭PET涂布膜及其制造方法进行详细描述。
以下实施例1～3采用的防雾剂配方，质量配比如下：
实施例1
丙烯酸涂层质量比：
其中，仲链烷基磺酸钠和非离子表面活性剂的质量比为2:1。
非离子表面活性剂为厂家：巴斯夫型号：Glucopon 650EC。
本案例提供的PET薄膜涂布上述丙烯酸涂层后再涂布防雾剂，具有良好的与PET盒子热封强度及冷、热防雾效果，其热封强度稳定，在160℃*0.14MPa*1S条件下，该膜与PET盒子片材的热封强度4.2N/15mm。
实施例2
其中，仲链烷基磺酸钠和非离子表面活性剂的质量比为2:1。
非离子表面活性剂为厂家：巴斯夫型号：Glucopon 650EC。
本案例提供的PET薄膜涂布上述丙烯酸涂层后再涂布防雾剂，具有良好的与PET盒子热封强度及冷、热防雾效果，其热封强度稳定，在160℃*0.14MPa*1S条件下，该膜与PET盒子片材的热封强度6.0N/15mm。
实施例3
其中，仲链烷基磺酸钠和非离子表面活性剂的质量比为2:1。
非离子表面活性剂为厂家：巴斯夫型号：Glucopon 650EC。
本案例提供的PET薄膜涂布上述丙烯酸涂层后再涂布防雾剂，具有良好的与PET盒子热封强度及冷、热防雾效果，其热封强度稳定，在160℃*0.14MPa*1S条件下，该膜与PET盒子的热封强度5.2N/15mm。
由以上实施例可以看出，本发明提供的PET薄膜涂布丙烯酸后再涂布防雾剂，具有良好的与PET盒子热封强度及冷、热防雾效果，其热封强度稳定，在160℃*0.14MPa*1S条件下，该膜与PET盒子的热封强度≥3.5N/15mm。其热封强度的范围提供了良好的包装作用，同时在撕开时也容易揭盖，达到易揭盖膜的功能特点。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种高耐液性防雾易揭PET涂布膜，包括PET基层和涂布于PET基层表面的丙烯酸涂层；
以质量含量计，形成所述丙烯酸涂层的丙烯酸乳液包括：
2.根据权利要求1所述的高耐液性防雾易揭PET涂布膜，其特征在于，所述氨基树脂为AA-9077水性氨基树脂；
所述硅烷偶联剂为LT-5603环氧基硅烷偶联剂；
所述恶唑啉基团类交联剂为WS-500恶唑啉基团类交联剂。
3.根据权利要求1所述的高耐液性防雾易揭PET涂布膜，其特征在于，所述丙烯酸涂层的厚度为0.5～1.5μm。
4.根据权利要求1所述的高耐液性防雾易揭PET涂布膜，其特征在于，还包括：涂布于丙烯酸涂层表面的防雾层。
5.根据权利要求4所述的高耐液性防雾易揭PET涂布膜，其特征在于，所述防雾层由防雾剂乳液涂布而成；
以质量含量计，形成所述防雾层的防雾剂乳液包括：
6.根据权利要求4所述的高耐液性防雾易揭PET涂布膜，其特征在于，所述防雾层的厚度为0.2～0.5μm。
7.权利要求1～6任一项所述的高耐液性防雾易揭PET涂布膜的制备方法，包括以下步骤：
S1)放卷：展开PET基层膜；
S2)电晕工序；
S3)丙烯酸涂布：将丙烯酸乳液涂布于PET基层膜表面；
S4)丙烯酸烘干。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述展开PET基层膜的张力为60～110N；
所述步骤S2)中，丙烯酸的涂布量为2.5～3.5g/m2，涂布速度为180～350m/min；
所述丙烯酸烘干分为多段；
第一段为红外线干燥，所述红外线干燥的温度为110～140℃，时间为1.0～2.0s；
第二段以及第二段以后为电热烘箱干燥，所述干燥的温度为110～120℃，时间为3～8s。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S4)之后还包括：
S5)防雾层涂布：将防雾剂乳液涂布于丙烯酸涂层表面；
S6)防雾剂乳液烘干。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S5)中，防雾剂的涂布量为1.0～3.0g/m2，涂布速度为150～500m/min；
所述防雾剂烘干步骤分为多段；
第一段为红外线干燥，所述红外线干燥的温度为110～130℃，时间为2.0～5.0s；
第二段以及第二段以后为电热烘箱干燥，所述干燥的温度为100～120℃，时间为7～20s。
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